Práctica límites en el tamaño de objetos en órbita: podrían dos guijarros de la órbita entre sí

Question

Como yo lo entiendo, la gravedad es inherente a la masa y por lo tanto, incluso una pequeña roca tiene su propia atracción gravitacional. Parece totalmente plausible entonces que una roca de 1" de diámetro podría órbita de una roca más grande, digamos de 10" de diámetro. Es esto realmente posible? Hay límites prácticos en el tamaño de los objetos que podrían tener otro objeto que giran alrededor de ellas?

¿Qué tipo de entorno necesarias para facilitar algo como esto ocurra? Podría suceder en un alto o bajo la órbita de la tierra? Tendría que estar lejos de cualquier estrellas, los planetas, o en otros cuerpos? A mí me parece que la velocidad de los objetos que tendría que ser muy, muy lento.

Yo no tengo de fondo en la física y no saben un montón de matemáticas de modo que las respuestas, sin un montón de complicadas ecuaciones se agradece. Gracias.

Answer 1

Como Brandon mencionado, dos pequeños objetos no podía orbitan cerca de un importante campo gravitacional. La Colina de la Esfera "se aproxima a la gravitacional de la esfera de influencia de un cuerpo más pequeño en la cara de las perturbaciones de un cuerpo masivo." Por lo tanto, su guijarros de la Colina de la Esfera sería demasiado pequeña como para permitir órbitas cercanas a la Tierra. El artículo de Wiki tiene un cálculo que muestra que un astronauta no podía órbita de la 104 toneladas de la lanzadera de espacio de 300 km por encima de la Tierra, desde el traslado de la Colina de la Esfera fue sólo 120 cm.

Answer 2

Si no hay influencias externas como la gravedad de la Tierra y las estrellas y no de la radiación de luz para empujar las cosas, incluso de pequeños objetos podría órbita de cada uno de los otros.

Suponiendo que algo constante densidades (lo cual es cierto en general para los objetos más pequeños), la masa de un objeto crece como el cubo de la radio: $Mass \propto r_{}^3$. La fuerza gravitacional disminuye como el cuadrado de la distancia que debe ser mayor que el radio: $Force \propto \frac{1}{r^2}$. Siguiendo este razonamiento se puede esperar que la atracción y por lo tanto la velocidad orbital de aproximadamente aumentar proporcionalmente al aumentar el tamaño de los objetos. Los objetos pequeños significa una baja fuerza de atracción y para ello es muy lenta, la velocidad orbital.

Esto va a romper hacia abajo para objetos microscópicos, aunque. En los tamaños del principio de la incertidumbre comienza a tener un efecto (por no hablar de otras fuerzas, tales como la repulsión de Coulomb).

No he hecho el cálculo, pero sospecho que si los objetos pequeños en el orden de unos pocos centímetros de diámetro tendría que ser fuera de nuestra galaxia de la gravedad entre ellos para dominar la gravedad de la galaxia.

Answer 3

Cualquier cosa con masa en órbita alrededor de otra cosa con la masa. La gravedad es de gama infinita - un protón en su nariz sabe acerca de un protón en la Galaxia de Andrómeda.

Lo interesante es ver si las órbitas producido decir nada sensato. Este extracto de hoja de cálculo muestra algunos períodos orbitales (T) para algunos comunes y hypopthetical pares de objetos. El punto a destacar es que el periodo orbital depende fuertemente de la separación - cuanto más cerca están, más rápido de la órbita. La última fila es la de los dos rocas de la cuestión. Si fueran 1m de distancia, que tomaría dos días a la órbita de cada uno de los otros en alrededor de 0,4 mm/s.

G=6.67E-11                          
m1 (kg)     m2 (kg)     r (m)       mu          F (N)       v (m/s)     T (secs)    T(hrs)  T(days) 
7.00E+22    6.00E+24    3.84E+08    4.05E+14    1.90E+20    1.02E+03    2.35E+06    650     27.2    earth-moon
6.00E+24    2.00E+30    1.50E+11    1.33E+20    3.56E+22    2.98E+04    3.16E+07    8780    365     sun earth
1.50E+21    1.30E+22    2.00E+07    9.67E+11    3.25E+18    2.08E+02    5.71E+05    158     6.61    pluto charon
1.00E+09    1.00E+09    1.00E+03    1.33E-01    6.67E+01    8.17E-03    5.44E+05    151     6.30    million tons 1km apart
1000        1000        100         1.33E-07    6.67E-09    2.58E-05    1.72E+07    4780    199     1 ton 100m apart
10          10          100         1.33E-09    6.67E-13    2.58E-06    1.72E+08    47800   1990    10kg 100m apart
10          10          10          1.33E-09    6.67E-11    8.17E-06    5.44E+06    1510    63      10kg 10m apart
10          10          1           1.33E-09    6.67E-09    2.58E-05    1.72E+05    47.8    1.99    10kg 1m apart
0.02        20          1           1.34E-09    2.67E-11    3.65E-05    1.72E+05    47.8    1.99    1"-10" rocks 1m apart